


Том 49, № 5 (2023)
Статьи
Кластерная самоорганизация интерметаллических систем: кластеры-прекурсоры K4, K6, K7 для самосборки кристаллических структур Y20Cu20Mg64-oC104, Y20Cu20Mg52-oC92, Y3(NiAl3)Ge2-hP9
Аннотация
С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур Y20Cu20Mg64-oC104 (a = 4.136 Å, b = 19.239 Å, c = 29.086 Å, V = 2314.45 Å3, Cmcm), Y20Cu20Mg52-oC92 (a = 4.097 Å, b = 19.279 Å, c = 25.790 Å, V = 2037.30 Å3, Cmcm), Y3(NiAl3)Ge2-hP9 (a = b = 6.948 Å, c = 4.156 Å, V = 173.78 5 Å3, P-62m). Для кристаллической структуры Y20Cu20Mg64-oC104 установлены 52 варианта кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц 3, 4, и 5. Определены 4 кристаллографически независимые структурные единицы в виде тетраэдра K4 = 0@CuMg3, тетраэдра K4 = 0@YMg3, тетраэдра K4 = 0@YCuMg2, и супратетраэдра K6 = 0@YCu2Mg3. Рассмотрен вариант самосборки с участием гексамеров из 6 связанных структурных единиц (K4B + K4C)(K4A + K6) (K4B + K4C). Для кристаллической структуры Y20Cu20Mg64–oC92 установлены 27 вариантов кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц 3, 4, и 5. Определены 3 кристаллографически независимые структурные единицы в виде тетраэдр K4 = = 0@YCuMg2, кластер K6 = 0@6(Y2Mg4) в виде сдвоенных тетраэдров YMg3, и 9-атомный супратетраэдр K9 = Mg@Y2Cu2Mg4 состоящий из двух тетраэдров YMg2Cu и двух тетраэдров YMg3. Рассмотрен вариант самосборки с участием тримеров из 3 структурных единиц K4+ K6+ K9. Для кристаллической структуры Y3(NiAl3)Ge2-hP9 установлены 8 вариантов разложения 3D атомной сетке на кластерные структуры с участием двух структурных единиц. Рассмотрен вариант самосборки с участием образующих упаковки 7-атомных кластеров-прекурсоров K7 = 0@Y3(NiAl3) с участием атомов-спейсеров Ge. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D-структур из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → → слой → каркас.



Фрагментарная модель атомной структуры ионопроводящего полупроводникового стекла AgGeAsSe3
Аннотация
Функция радиального распределения атомов стеклообразного AgGeAsSe3, полученная на основе экспериментальных кривых интенсивности, снятых на монохроматизированных медном и молибденовом излучениях, интерпретирована с помощью фрагментарной модели во всей области упорядочения (~9 Å). Показано, что стекло состоит из селеновых и селено-мышьяковистых тетраэдров с атомами германия и серебра внутри. Пространственное расположение таких тетраэдров в стекле в пределах области упорядочения подобно их расположению в структурах GeAsSe и GeSe2. Сделано предположение, что “ажурное” строение фрагментов этих структур обеспечивает возможность перемещения ионов Ag+ (ионную проводимость) в стеклообразном AgGeAsSe3. Фрагменты структуры ионопроводящего соединения Ag2Se в исследуемом стекле не обнаружены.



Исследование фоточувствительности композита на основе селенида и селенита свинца
Аннотация
В работе обсуждается технология формирования фоторезистивных соединений на основе композита из селенида и селенита свинца, которые были сформированы путем окисления поликристаллических пленок n-PbSe. Механизм модификации поверхности пленок n-PbSe исследован с помощью сканирующего электронного микроскопa (СЭМ) Zeiss Merlin. Представлены результаты механизма окисления n‑PbSe, вместе с их более ранними публикациями, исследована их согласованность между собой. Предложена теоретическая модель (гипотеза) потенциального профиля фоточувствительного гетероперехода, в которой каждый кристалл пленки n-PbSe во время окисления в атмосфере сухого воздуха образует на поверхности сплошную оболочку p-PbSeO3. В данной работе рассмотрена гипотеза о структурной модели фоточувствительного гетероперехода, предложенная другими авторами, на основании механизма окисления, предложенного нами, практически подтверждена в настоящей работе.



Золь-гель синтез наноразмерных порошков и получение керамических композитов на основе циркона и оксида циркония
Аннотация
Золь-гель методом с раздельным осаждением компонентов синтезированы наноразмерные порошки-прекурсоры (1 – х)ZrSiO4‒хZrO(OH)2 для получения керамических композитов (1 – x)ZrSiO4‒xZrO2. Термическое поведение порошков-прекурсоров изучали методом ДСК/ТГ. Путем спекания на воздухе в интервале температур 1000‒1300°C порошков, предварительно прокаленных при 850°C, получены керамические композиты с высокой микротвердостью. В перспективе такие керамические композиты могут быть использованы в качестве матриц для отверждения и изоляции высокоактивных отходов (ВАО).



Синтез и кристаллическая структура нового гибридного органо-неорганического бората K[B5O6(OH)4][B(OH)3]2(H2O)(C10H20O5)2
Аннотация
Кристаллы нового гибридного органо-неорганического бората K[B5O6(OH)4][B(OH)3]2(H2O)(C10H20O5)2 (1) получены из водного раствора и охарактеризованы методами монокристальной рентгеновской дифракции и инфракрасной спектроскопии. Соединение 1 кристаллизуется в триклинной сингонии (a = 10.1567(4), b = 11.9941(6), c = 17.1893(9) Å, α =75.280(4), β = 79.406(4), γ = = 88.531(4)°, V = 1990.270369 Å3, пр. гр. P-1; R1 = 0.058). В структуре присутствуют группы [K(C10H20O5)]+, которые ведут себя как “гидрофобные” темплаты для неорганической части, состоящей из анионов \({{{\text{B}}}_{{\text{5}}}}{{{\text{O}}}_{{\text{6}}}}\left( {{\text{OH}}} \right)_{4}^{ - }\) и нейтральных молекул B(OH)3.



Анизотропия термического расширения оксобората варвикита
Аннотация
В настоящей работе оксоборат переходных металлов варвикит (Fe2+,Mg)Fe3+(BO3)O впервые исследован методом порошковой терморентгенографии в интервале температур от 93 до 513 K. Выявлен резко анизотропный характер термического расширения. Приводится структурная трактовка механизма расширения как с позиций вклада катионных, так и оксоцентрированных полиэдров.



Влияние способа введения графена на физико-механические характеристики термоэластопласта
Аннотация
В данной работе разработана методика армирования компаунда на основе бутадиен-стирольного термоэластопласта. Исследованы механические характеристики армированных компаундов. Проведен сравнительный анализ различных методов введения нанонаполнителя в полимерную матрицу. Разработанная методика показывает прирост прочности композиции при сжатии на 50%, а также прочности на растяжение на 20%.



Супергидрофобное покрытие на основе декорированных углеродных наночастиц
Аннотация
Предложен способ увеличения стойкости супергидрофобного покрытия на основе ксерогеля из углеродных нанотрубок к осаждению инея за счет использования декорирующих наночастиц. Проверены эффекты от добавки в ксерогель фуллеренов, углеродных нанолуковиц, детонационных наноалмазов, диоксида кремния, парафина. Выявлено повышение устойчивости покрытия к осаждению конденсата в виде инея. Наилучшим образом продемонстрировала себя добавка фуллерена С60. Повышение стойкости к обледенению позволяет затрачивать меньше мощности на подогрев поверхности при небольших похолоданиях, обходясь антиобледенительными свойствами защитного супергидрофобного слоя. Однако применение данного подхода показало ухудшение стойкости покрытия к попаданию спреев. Этому дано качественное объяснение и предложены меры борьбы. Влияния добавок на механические свойства покрытия и его стойкость к повреждениям не выявлено. Также декорирующие добавки влияют на процесс образования рельефа покрытия. При помощи этого можно оказать влияние на стохастические процессы образования шероховатости во время высыхания ксерогеля.



КРАТКОЕ СООБЩЕНИЕ
Ионно-лучевой синтез скрытого свинцово-силикатного слоя в монокристаллическом кремнии
Аннотация
Рассмотрены особенности формирования скрытого свинцово-силикатного изолирующего слоя в кремниевых подложках. Для этого в них последовательно имплантировались ионы молекулярного кислорода и свинца в атомарном соотношении 75 : 1, затем производились отжиги при температуре 1150°C в среде сухого кислорода. Распределение имплантированных ионов в экспериментальных образцах регистрировалось методом вторичной ионной масс-спектрометрии. Показано, что скрытый изолятор формируется в процессе спинодального распада твердого раствора SiOx–PbOx в виде трехслойной структуры. Средняя ее часть представляет собой диоксид кремния, легированный ионами свинца, боковые части состоят из свинцово-силикатной фазы. Для анализа профиля распределения свинца предложена модель релаксационной диффузии.


